Web Workers 是 HTML5 提供的一个javascript多线程解决方案,我们可以将一些大计算量的代码交由web Worker运行而不冻结用户界面。
一:如何使用Worker
Web Worker的基本原理就是在当前javascript的主线程中,使用Worker类加载一个javascript文件来开辟一个新的线程,起到互不阻塞执行的效果,并且提供主线程和新线程之间数据交换的接口:postMessage,onmessage。
那么如何使用呢,我们看一个例子:
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//worker.jsonmessage=function(evt){vard=evt.data;//通过evt.data获得发送来的数据postMessage(d);//将获取到的数据发送会主线程} HTML页面:test.html
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<!DOCTYPEHTML><html><<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="20_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="20"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="20_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>><metahttp-equiv="Content-Type"content="text/html;charset=utf-8"/><scripttype="text/<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="21_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="21"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=javascript&k0=javascript&kdi0=0&luki=9&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="21_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">javascript</span></a></span>">//WEB页主线程varworker=newWorker("worker.js");//创建一个Worker对象并向它传递将在新线程中执行的脚本的URLworker.postMessage("helloworld");//向worker发送数据worker.onmessage=function(evt){//接收worker传过来的数据<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="22_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="22"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=%BA%AF%CA%FD&k0=%BA%AF%CA%FD&kdi0=0&luki=2&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="22_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">函数</span></a></span>console.log(evt.<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="23_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="23"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="23_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span>);//输出worker发送来的数据}</script></head><body></body></html> 用Chrome浏览器打开test.html后,控制台输出 ”hello world” 表示程序执行成功。
通过这个例子我们可以看出使用web worker主要分为以下几部分
WEB主线程:
1.通过 worker = new Worker( url ) 加载一个JS文件来创建一个worker,同时返回一个worker实例。
2.通过worker.postMessage( data ) 方法来向worker发送数据。
3.绑定worker.onmessage方法来接收worker发送过来的数据。
4.可以使用 worker.terminate() 来终止一个worker的执行。
worker新线程:
1.通过postMessage( data ) 方法来向主线程发送数据。
2.绑定onmessage方法来接收主线程发送过来的数据。
二:Worker能做什么
知道了如何使用web worker ,那么它到底有什么用,可以帮我们解决那些问题呢。我们来看一个fibonacci数列的例子。
大家知道在数学上,fibonacci数列被以递归的方法定义:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*),而javascript的常用实现为:
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varfibonacci=function(n){returnn<2?n:arguments.callee(n-1)+arguments.callee(n-2);};//fibonacci(36) 在chrome中用该方法进行39的fibonacci数列执行时间为19097毫秒 ,而要计算40的时候浏览器直接提示脚本忙了。
由于javascript是单线程执行的,在求数列的过程中浏览器不能执行其它javascript脚本,UI渲染线程也会被挂起,从而导致浏览器进入僵死状态。使用web worker将数列的计算过程放入一个新线程里去执行将避免这种情况的出现。具体看例子:
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//fibonacci.jsvarfibonacci=function(n){returnn<2?n:arguments.callee(n-1)+arguments.callee(n-2);};onmessage=function(event){varn=parseInt(event.<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="16_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="16"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="16_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span>,10);postMessage(fibonacci(n));}; HTML页面:fibonacci.html
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<!DOCTYPEHTML><html><<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="11_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="11"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="11_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>><metahttp-equiv="Content-Type"content="text/html;charset=utf-8"/><title>webworkerfibonacci</title><scripttype="text/<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="12_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="12"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=javascript&k0=javascript&kdi0=0&luki=9&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="12_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">javascript</span></a></span>">onload=function(){varworker=newWorker('fibonacci.js');worker.addEventListener('message',function(event){vartimer2=(newDate()).valueOf();console.log('结果:'+event.<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="13_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="13"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="13_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span>,'时间:'+timer2,'用时:'+(timer2-timer));},false);vartimer=(newDate()).valueOf();console.log('开始计算:40','时间:'+timer);setTimeout(function(){console.log('定时器<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="14_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="14"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=%BA%AF%CA%FD&k0=%BA%AF%CA%FD&kdi0=0&luki=2&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="14_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">函数</span></a></span>在计算数列时执行了','时间:'+(newDate()).valueOf());},1000);worker.postMessage(40);console.log('我在计算数列的时候执行了','时间:'+(newDate()).valueOf());}</script></<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="15_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="15"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="15_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>><body></body></html> 在Chrome中打开fibonacci.html,控制台得到如下输出:
开始计算:40 时间:1316508212705
我在计算数列的时候执行了 时间:1316508212734
定时器
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<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="9_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="9"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=%BA%AF%CA%FD&k0=%BA%AF%CA%FD&kdi0=0&luki=2&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="9_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">函数</span></a></span>在计算数列时执行了 时间:1316508213735
结果:102334155 时间:1316508262820 用时:50115
这个例子说明在worker中执行的fibonacci数列的计算并不会影响到主线程的代码执行,完全在自己独立的线程中计算,只是在计算完成之后将结果发回主线程。
利用web worker我们可以在前端执行一些复杂的大量运算而不会影响页面的展示,并且不会弹出恶心的脚本正忙提示。
下面这个例子使用了web worker来计算场景中的像素,场景打开时是一片一片进行绘制的,一个worker只计算一块像素值。
http://nerget.com/rayjs-mt/rayjs.html
三:Worker的其他尝试
我们已经知道Worker通过接收一个URL来创建一个worker,那么我们是否可以利用web worker来做一些类似jsonp的请求呢,大家知道jsonp是通过插入script标签来加载json数据的,而script元素在加载和执行过程中都是阻塞式的,如果能利用web worker实现异步加载将会非常不错。
下面这个例子将通过 web worker、jsonp、ajax三种不同的方式来加载一个169.42KB大小的JSON数据
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///aj/webWorker/core.jsfunction$E(id){returndocument.getElementById(id);}onload=function(){//通过webworker加载$E('workerLoad').onclick=function(){varurl='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face2';vard=(newDate()).valueOf();varworker=newWorker(url);worker.onmessage=function(obj){console.log('webworker:'+((newDate()).valueOf()-d));};};//通过jsonp加载$E('jsonpLoad').onclick=function(){varurl='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face1';vard=(newDate()).valueOf();STK.core.io.scriptLoader({method:'post',url:url,onComplete:function(){console.log('jsonp:'+((newDate()).valueOf()-d));}});};//通过<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="8_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="8"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=ajax&k0=ajax&kdi0=0&luki=8&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="8_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">ajax</span></a></span>加载$E('ajaxLoad').onclick=function(){varurl='http://js.wcdn.cn/aj/mblog/face';vard=(newDate()).valueOf();STK.core.io.ajax({url:url,onComplete:function(json){console.log('ajax:'+((newDate()).valueOf()-d));}});};}; HTML页面:/aj/webWorker/worker.html
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<!DOCTYPEHTML><html><<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="4_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="4"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=head&k0=head&kdi0=0&luki=6&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="4_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">head</span></a></span>><metahttp-equiv="Content-Type"content="text/html;charset=utf-8"/><title>Workerexample:load<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="5_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="5"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=data&k0=data&kdi0=0&luki=4&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="5_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">data</span></a></span></title><scriptsrc="http://js.t.sinajs.cn/STK/js/gaea.1.14.js"type="text/<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="6_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="6"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=javascript&k0=javascript&kdi0=0&luki=9&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="6_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">javascript</span></a></span>"></script><scripttype="text/javascript"src="http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/core.js"></script></head><body><inputtype="button"id="workerLoad"value="webworker加载"></input><inputtype="button"id="jsonpLoad"value="jsonp加载"></input><inputtype="button"id="<spanstyle="width:auto;height:auto;float:none;"id="7_nwp"><astyle="text-decoration:none;"mpid="7"target="_blank"href="http://cpro.baidu.com/cpro/ui/uijs.php?adclass=0&app_id=0&c=news&cf=1001&ch=0&di=128&fv=0&is_app=0&jk=619521ab1ccffd45&k=ajax&k0=ajax&kdi0=0&luki=8&n=10&p=baidu&q=06011078_cpr&rb=0&rs=1&seller_id=1&sid=45fdcf1cab219561&ssp2=1&stid=0&t=tpclicked3_hc&tu=u1922429&u=http%3A%2F%2Fwww%2Eadmin10000%2Ecom%2Fdocument%2F1183%2Ehtml&urlid=0"id="7_nwl"><spanstyle="color:#0000ff;font-size:14px;width:auto;height:auto;float:none;">ajax</span></a></span>Load"value="ajax加载"></input></body></html> 设置HOST
复制代码代码如下:127.0.0.1 js.wcdn.cn
通过 http://js.wcdn.cn/aj/webWorker/worker.html 访问页面然后分别通过三种方式加载数据,得到控制台输出:
复制代码代码如下:web worker: 174
jsonp: 25
ajax: 38
多试几次发现通过jsonp和ajax加载数据的时间相差不大,而web worker的加载时间一直处于高位,所以用web worker来加载数据还是比较慢的,即便是大数据量情况下也没任何优势,可能是Worker初始化新起线程比较耗时间。除了在加载过程中是无阻塞的之外没有任何优势。
那么web worker是否能支持跨域js加载呢,这次我们通过http://127.0.0.1/aj/webWorker/worker.html 来访问页面,当点击 ”web worker加载” 加载按钮时Chrome下无任何反映,FF6下提示错误。由此我们可以知道web worker是不支持跨域加载JS的,这对于将静态文件部署到单独的静态服务器的网站来说是个坏消息。
所以web worker只能用来加载同域下的json数据,而这方面ajax已经可以做到了,而且效率更高更通用。还是让Worker做它自己擅长的事吧。
四:总结
web worker看起来很美好,但处处是魔鬼。
我们可以做什么:
1.可以加载一个JS进行大量的复杂计算而不挂起主进程,并通过postMessage,onmessage进行通信
2.可以在worker中通过importScripts(url)加载另外的脚本文件
3.可以使用 setTimeout(), clearTimeout(), setInterval(), and clearInterval()
4.可以使用XMLHttpRequest来发送请求
5.可以访问navigator的部分属性
有那些局限性:
1.不能跨域加载JS
2.worker内代码不能访问DOM
3.各个浏览器对Worker的实现不大一致,例如FF里允许worker中创建新的worker,而Chrome中就不行
4.不是每个浏览器都支持这个新特性